DE102020129793A1 - Apparatus and method for die casting metal - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Druckgießen von Metall mit einer Gießkammer, einer Gießkavität und einem Gießkanal, welche so ausgebildet ist, dass durch Aufnahme einer Schmelze des Metalls in der Gießkammer eine innere und eine äußere Schmelze-Oberfläche erzeugbar ist und, dass zwischen einem auf die innere Schmelze-Oberfläche wirkenden inneren Druck und einem auf die äußere Schmelze-Oberfläche wirkenden äußeren Druck eine Druckdifferenz bewirkbar ist, um die Schmelze des Metalls aus der Gießkammer durch den Gießkanal in die Gießkavität einzuleiten und, dass die Druckdifferenz durch Verminderung des inneren Drucks und/oder durch Erhöhung des äußeren Drucks bewirkbar ist und, dass zur Verminderung des auf der inneren Schmelze-Oberfläche wirkenden inneren Drucks ein Unterdruck in der Gießkavität erzeugbar ist und/oder dass zur Erhöhung des auf der äußeren Schmelze-Oberfläche wirkenden äußeren Drucks ein Fluid in das Außenvolumen einleitbar ist, sowie ein Verfahren zum Druckgießen von Metall.The invention relates to a device for die casting metal with a casting chamber, a casting cavity and a casting channel, which is designed so that an inner and an outer melt surface can be generated by receiving a melt of the metal in the casting chamber and that between a the inner melt surface acting internal pressure and an external pressure acting on the outer melt surface a pressure difference can be brought about to introduce the melt of the metal from the casting chamber through the casting channel into the casting cavity and that the pressure difference by reducing the internal pressure and / or can be brought about by increasing the external pressure and that to reduce the internal pressure acting on the inner melt surface, a negative pressure can be generated in the casting cavity and / or that to increase the external pressure acting on the outer melt surface, a fluid in the outer volume can be introduced, as well as a method for Druckg pouring of metal.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Druckgießen von Metall mit einer Gießkammer zur Aufnahme einer Schmelze des Metalls, einer Gießkavität zur Aushärtung der Schmelze des Metalls in definierter Form und einem Gießkanal welcher die Gießkammer mit der Gießkavität verbindet, sowie ein Verfahren zum Druckgießen von Metall.The invention relates to a device for die casting metal with a casting chamber for receiving a melt of the metal, a casting cavity for hardening the melt of the metal in a defined shape and a casting channel which connects the casting chamber with the casting cavity, and a method for die casting metal.
Druckgießen ist ein Gießverfahren beidem flüssiges Metall unter Druck in eine Gießkavität eingebracht wird, um dort in der durch die Gießkavität definierten Form zu erstarren. Bevor die Schmelze des Metalls in die Gießkavität, welche auch als Gießhohlraum bezeichnet wird, gelangt, wird die Schmelze zunächst in eine mit der Gießkavität verbundene Gießkammer eingefüllt und dort mit Druck beaufschlagt, beispielsweise durch einen Druckkolben. Infolge des auf die in der Gießkammer gelagerten Schmelze wirkenden Drucks gelangt diese durch einen Gießkanal in die Gießkavität, so dass dort nach Aushärtung das gewünschte Metall-Gussstück entsteht. Beim Warmkammer-Druckgießen wird die Schmelze in der Gießkammer darüber hinaus warmgehalten, wodurch das Verfahren besser automatisiert und beschleunigt werden kann. Beim Niederdruckgießen ist die Gießkammer zur Aufnahme der Metallschmelze in der Regel unterhalb der Gießkavität angeordnet und die Druckbeaufschlagung der Schmelze erfolgt durch Druckluft, so dass die Schmelze entgegen der Schwerkraft in die Gießkavität emporsteigt.Die casting is a casting process in which liquid metal is introduced under pressure into a casting cavity in order to solidify there in the shape defined by the casting cavity. Before the melt of the metal reaches the casting cavity, which is also referred to as the casting cavity, the melt is first poured into a casting chamber connected to the casting cavity and pressurized there, for example by a pressure piston. As a result of the pressure acting on the melt stored in the casting chamber, it passes through a casting channel into the casting cavity, so that the desired metal casting is produced there after hardening. With hot chamber die casting, the melt in the casting chamber is also kept warm, which means that the process can be better automated and accelerated. In low-pressure casting, the casting chamber for receiving the molten metal is usually arranged below the casting cavity and the melt is pressurized by compressed air so that the melt rises into the casting cavity against the force of gravity.
Die
Die
Nachteilig an bekannten Druckguss-Verfahren ist, dass sich in der Schmelze im Laufe der Zeit Schlacke bildet, die zu Schwankungen der Formfüllung führen oder den Gießkanal zusetzen kann. Durch den Einsatz eines Druckkolbens, der sich in der Schmelze bewegt wird dies Problem noch verstärkt. Typischerweise ist die Schmelze auch aggressiv gegenüber den eingesetzten Materialien etwa von Schmelztiegel und Kolben. Infolge dieser Probleme kann zudem ein zuverlässiges Abdichten gegeneinander beweglicher Teile erschwert werden. Auch beim Niederdruck-Gießen, bei welchem die Schmelze mit Druckluft beaufschlagt wird, besteht grundsätzlich das Problem der Schlacke-Bildung. Zudem hat das Niederdruck-Gießen den Nachteil, dass sich der Schmelzefluss schlecht dosieren und steuern lässt.A disadvantage of known die-casting processes is that slag forms in the melt over time, which can lead to fluctuations in the filling of the mold or clog the pouring channel. This problem is exacerbated by the use of a pressure piston that moves in the melt. Typically, the melt is also aggressive towards the materials used, such as the crucible and piston. As a result of these problems, reliable sealing of moving parts against one another can also be made more difficult. In low-pressure casting, too, in which the melt is subjected to compressed air, there is always the problem of slag formation. In addition, low-pressure casting has the disadvantage that the melt flow is difficult to dose and control.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Druckgießen anzugeben, bei welchem die Bildung von Schlacke vermieden bzw. vermindert wird, und welches zugleich eine gute Dosierung und Steuerung beim Einbringen der Schmelze in die Gießkavität gewährleistet.The invention is therefore based on the object of specifying a device and a method for die casting in which the formation of slag is avoided or reduced, and which at the same time ensures good metering and control when the melt is introduced into the casting cavity.
Gemäß DIN 8580 handelt es sich beim Druckgießen oder Niederdruckgießen um Gruppen des Urformens aus dem flüssigen Zustand, z.B. einer Metallschmelze. Davon streng zu unterscheiden ist das Urformen aus dem plastischen Zustand, z.B. das Spritzgießen oder Spritzpressen, insbesondere von Kunststoffen.According to DIN 8580, die-casting or low-pressure casting are groups of primary forming from the liquid state, e.g. a molten metal. A strict distinction is to be made between the primary molding from the plastic state, e.g. injection molding or transfer molding, especially of plastics.
Vor diesem Hintergrund ist es ein auch ein Aspekt der Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Metall-Druckguss-Prozess so prozesssicher und wartungsarm zu gestalten wie einen Kunststoff-Spritzguss-Prozess, um ein Mehr-Komponenten-Verfahren mit einer Kunststoff-Spritzguss-Komponente und einer Metall-Druckguss-Komponente anzugeben, welches einen effizienten Verbundprozess bildet. Hierzu wird einerseits - wie bereits ausgeführt - eine Verminderung oder Vermeidung von Schlacke-Bildung sowie eine Verbesserung der Dosierung und Steuerung des Schmelzeflusses angestrebt, um den Wartungsaufwand des Druckgießens gering zu halten. Andererseits soll auch ein angussloses und überlaufloses Metall-Druckgießen ermöglicht werden, um ein Abtrennen von Anguss und Überlauf vor oder nach einem Spritzguss-Verfahrensschritt zu vermeiden und somit den Verbundprozess zu beschleunigen und zu vereinfachen.Against this background, it is also an aspect of the object of the present invention to make the metal die-casting process as reliable and low-maintenance as a plastic injection molding process to a multi-component process with a plastic injection molding component and a metal die-cast component, which forms an efficient composite process. For this purpose, on the one hand - as already stated - the aim is to reduce or avoid the formation of slag and to improve the metering and control of the melt flow in order to keep the maintenance effort of the die casting low. On the other hand, a sprue-free and overflow-free metal die-casting should be made possible in order to avoid a separation of the sprue and overflow before or after an injection molding process step and thus to accelerate and simplify the bonding process.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.The object of the invention is achieved by the subjects of the independent claims. Advantageous further developments of the invention are defined in the subclaims.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Druckgießen von Metall mit einer Gießkammer zur Aufnahme einer Schmelze des Metalls, einer Gießform mit einer Gießkavität zur Aushärtung der Schmelze des Metalls in definierter Form, und einem Gießkanal welcher die Gießkammer mit der Gießkavität verbindet, derart dass die Schmelze des Metalls aus der Gießkammer durch den Gießkanal in die Gießkavität einleitbar ist, um dort in der definierten Form auszuhärten.The invention relates to a device for die casting metal with a casting chamber for receiving a melt of the metal, a casting mold with a casting cavity for hardening the melt of the metal in a defined shape, and a casting channel which the casting chamber with the Casting cavity connects in such a way that the melt of the metal can be introduced from the casting chamber through the casting channel into the casting cavity in order to harden there in the defined shape.
Wenn die Gießkammer ausreichend mit der Metallschmelze befüllt ist, reicht die Schmelze bereits teilweise in den Gießkanal hinein. Mit anderen Worten ist die Vorrichtung bzw. deren Gießkammer bzw. Gießkanal so ausgebildet, dass bei Aufnahme der Schmelze des Metalls in der Gießkammer eine innere Schmelze-Oberfläche erzeugbar ist, die nach innen gewandt ist, also mit der Gießkavität kommuniziert und eine äußere Schmelze-Oberfläche erzeugbar ist, die nach außen gewandt ist, also mit einem als Außenvolumen bezeichneten Bereich kommuniziert.When the casting chamber is sufficiently filled with the molten metal, the melt already partially extends into the casting channel. In other words, the device or its casting chamber or casting channel is designed so that when the melt of the metal is received in the casting chamber, an inner melt surface can be generated which faces inward, i.e. communicates with the casting cavity and an outer melt surface. Surface can be generated that faces outward, that is, communicates with an area referred to as the outer volume.
Um die Schmelze in die Gießkavität einzuleiten kann ein Zylinder oder ein Kolben eingesetzt werden, um einen Druck auf die äußere Schmelze-Oberfläche zu bewirken. Allgemein ist die Vorrichtung aber derart ausgebildet, dass zwischen einem auf die innere Schmelze-Oberfläche wirkenden inneren Druck und einem auf die äußere Schmelze-Oberfläche wirkenden äußeren Druck eine Druckdifferenz bewirkbar ist, um die Schmelze des Metalls aus der Gießkammer durch den Gießkanal in die Gießkavität einzuleiten.In order to introduce the melt into the casting cavity, a cylinder or a piston can be used to exert pressure on the outer surface of the melt. In general, however, the device is designed in such a way that a pressure difference can be brought about between an internal pressure acting on the inner melt surface and an external pressure acting on the outer melt surface in order to transfer the melt of the metal from the casting chamber through the casting channel into the casting cavity initiate.
Um die besagte Druckdifferenz zwischen dem inneren und dem äußeren Druck zu bewirken ist die Vorrichtung derart ausgebildet, dass eine Verminderung des auf der inneren Schmelze-Oberfläche wirkenden inneren Drucks und/oder eine Erhöhung des auf der äußeren Schmelze-Oberfläche wirkenden äußeren Drucks bewirkbar ist. Mit anderen Worten kann einerseits eine aktive Verminderung des inneren Drucks (ohne aktive Änderung des äußeren Drucks, also bei gleichbleibendem oder abnehmendem äußeren Druck) erfolgen. Andererseits kann aber auch eine aktive Erhöhung des äußeren Drucks (ohne aktive Änderung des inneren Drucks, also bei gleichbleibendem oder steigendem inneren Druck) vorgesehen sein. Auch möglich ist eine aktive Verminderung des inneren Drucks bei zugleich aktiver Erhöhung des äußeren Drucks.In order to bring about the said pressure difference between the internal and external pressure, the device is designed in such a way that a reduction in the internal pressure acting on the internal melt surface and / or an increase in the external pressure acting on the external melt surface can be brought about. In other words, on the one hand, an active reduction in the internal pressure can take place (without an active change in the external pressure, that is to say with constant or decreasing external pressure). On the other hand, however, an active increase in the external pressure (without an active change in the internal pressure, that is to say with a constant or increasing internal pressure) can also be provided. It is also possible to actively reduce the internal pressure while at the same time actively increasing the external pressure.
Konkret ist die Vorrichtung dazu derart ausgebildet, dass zur Verminderung des auf der inneren Schmelze-Oberfläche wirkenden inneren Drucks ein Unterdruck in der Gießkavität und/oder in dem Gießkanal erzeugbar ist, insbesondere also die darin befindliche Luft oder, allgemeiner, das darin befindliche Fluid, ableitbar ist, so dass der Unterdruck die innere Schmelze-Oberfläche druckentlastet und/oder dass zur Erhöhung des auf der äußeren Schmelze-Oberfläche wirkenden äußeren Drucks ein Fluid, insbesondere eine inkompressible Flüssigkeit, in das Außenvolumen einleitbar ist, so, dass das Fluid die äußere Schmelze-Oberfläche druckbeaufschlagt.Specifically, the device is designed in such a way that, in order to reduce the internal pressure acting on the inner melt surface, a negative pressure can be generated in the casting cavity and / or in the casting channel, in particular the air contained therein or, more generally, the fluid contained therein, can be derived so that the negative pressure relieves pressure on the inner melt surface and / or that a fluid, in particular an incompressible liquid, can be introduced into the outer volume in order to increase the external pressure acting on the outer melt surface, so that the fluid has the outer Melt surface pressurized.
Indem einerseits aktiv ein Unterdruck in der Gießkavität erzeugbar ist, kann die Gießkavität nach und nach evakuiert werden, so dass die Metallschmelze durch den Gießkanal in die Gießkavität einfließt, wobei in vorteilhafter Weise auf bewegliche Teile in der Schmelze wie einen Kolben verzichtet werden kann sowie eine gute Dosierung und Steuerung des Schmelzeflusses ermöglicht wird. Insbesondere aufgrund der Möglichkeit auf bewegliche Teile zu verzichten kann die Bildung von Schlacke vermindert oder vermieden werden. Beispielsweise gegenüber dem Niederdruckgießen mit aktiver Druckluftzufuhr von außen wird der Schmelzefluss optimiert, weil beim Einleiten der Schmelze in die Kavität keine Erhöhung des inneren Drucks erfolgt.Since, on the one hand, a negative pressure can be actively generated in the casting cavity, the casting cavity can be evacuated gradually so that the metal melt flows through the casting channel into the casting cavity good metering and control of the melt flow is made possible. In particular, due to the possibility of doing without moving parts, the formation of slag can be reduced or avoided. For example, compared to low-pressure casting with an active supply of compressed air from the outside, the melt flow is optimized because there is no increase in the internal pressure when the melt is introduced into the cavity.
Indem andererseits aktiv eine Erhöhung des äußeren Drucks mit einem Fluid, insbesondere einer Flüssigkeit, bewirkbar ist, kann die Metallschmelze ebenfalls in die Gießkavität einfließen und dabei in vorteilhafter Weise auf bewegliche Teile in der Schmelze verzichtet werden (Vermeidung von Schlacke-Bildung) sowie eine gute Dosierung und Steuerung des Schmelzeflusses ermöglicht werden. Beispielsweise gegenüber dem Niederdruckgießen mit aktiver Druckluftzufuhr wird die Dosierbarkeit und Steuerung optimiert, weil ein inkompressibles Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, zum Einsatz kommen kann, die einen Druck verzögerungs- und verlustfrei oder nahezu verzögerungs- und verlustfrei auf die äußere Schmelze-Oberfläche übertragen kann. Zudem kann das Fluid einer Schlacke-Bildung entgegenwirken, indem es die äußere Schmelze-Oberfläche vor unerwünschtem Kontakt mit Sauerstoff oder anderen Substanzen abschließt, die eine Bildung von Schlacke begünstigen.Since, on the other hand, the external pressure can be actively increased with a fluid, in particular a liquid, the metal melt can also flow into the casting cavity and, advantageously, moving parts in the melt can be dispensed with (avoidance of slag formation) and good Dosing and control of the melt flow are made possible. For example, compared to low-pressure casting with an active supply of compressed air, metering and control are optimized because an incompressible fluid, in particular a liquid, can be used that can transfer a pressure to the outer melt surface without delay and loss or almost without delay and loss. In addition, the fluid can counteract the formation of slag by sealing off the outer melt surface from undesired contact with oxygen or other substances that promote the formation of slag.
Als Metallschmelze kommen insbesondere folgende Legierungen in Betracht: Indium-Zinn-Eutektikum 52ln (48Sn Schmelztemperatur ca. 117 °C), Bismut-Zinn-Eutektikum 58Bi (42Sn Schmelztemperatur ca. 138 °C), Zinn, Lötzinn Sn (Schmelztemperatur: ca. 180°C-232°C), sowie weitere niedriger oder höher schmelzende Legierungen. Die Gießkammer (Warmkammer-Vorrichtung) und/oder der Gießkanal kann insbesondere mindestens erwärmt werden auf die Schmelztemperatur der Legierung bis hin zu ca. 70°C höher. Vorzugsweise sind alle mit der Schmelze in Berührung stehenden Materialien beständig gegen die Schmelze (Ablegierung), um zu vermeiden, dass sich die eingesetzten Materialen (z.B. Metalle) in der Schmelze lösen, die Schmelze mit Fremdstoffen angereichert wird und/oder Bauteile ersetzt werden müssen. Mit der Erfindung wird insbesondere die Vermeidung metallischer Komponenten (z.B. Kolben) in der Schmelze ermöglicht, wodurch derartige nachteilige Effekte vermieden werden können.The following alloys in particular come into consideration as molten metal: indium tin eutectic 52ln (48Sn melting temperature approx. 117 ° C), bismuth tin eutectic 58Bi (42Sn melting temperature approx. 138 ° C), tin, tin solder Sn (melting temperature: approx. 180 ° C-232 ° C), as well as other lower or higher melting alloys. The casting chamber (hot chamber device) and / or the casting channel can in particular be heated at least to the melting temperature of the alloy up to approx. 70 ° C. higher. Preferably, all materials in contact with the melt are resistant to the melt (alloying) in order to avoid that the materials used (e.g. metals) dissolve in the melt, the melt is enriched with foreign substances and / or components have to be replaced. The invention enables in particular the avoidance of metallic components (e.g. pistons) in the melt, as a result of which such disadvantageous effects can be avoided.
In einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung zum Druckgießen von Metall weist die Gießkavität einen Auslass zum Abpumpen eines in der Gießkavität befindlichen Gases auf, um den Unterdruck in der Gießkavität zu erzeugen, wobei der Auslass insbesondere am Fließwegende angeordnet ist. Der Auslass ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die in die Gießkavität einzuleitende Schmelze des Metalls nicht in den Auslass einfließen kann. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ein angussloses und überlaufloses Befüllen der Kavität ermöglicht, wodurch das Metall-Druckgießen vereinfacht und beschleunigt werden kann, und somit ähnlich wartungsarm und prozesssicher werden kann wie das Kunststoff-Spritzgießen.In a first embodiment of the device for die-casting metal, the Casting cavity has an outlet for pumping out a gas located in the casting cavity in order to generate the negative pressure in the casting cavity, the outlet being arranged in particular at the end of the flow path. The outlet is preferably designed in such a way that the melt of the metal to be introduced into the casting cavity cannot flow into the outlet. This advantageously enables sprueless and overflow-free filling of the cavity, whereby the metal die-casting can be simplified and accelerated, and can thus be as low-maintenance and process-reliable as plastic injection molding.
Eine Möglichkeit, um zu gewährleisten, dass die in die Gießkavität einzuleitende Schmelze des Metalls nicht in den Auslass einfließen kann ist es, den Querschnitt des Auslasses zu begrenzen. Bevorzugt liegt der Querschnitt zwischen 0,0001 und 10 Quadratmillimeter, besonders bevorzugt zwischen 0,001 und 1 Quadratmillimeter. Ein Auslass, beispielsweise in Form eines Spalts oder einer Bohrung, kann beispielsweise einen Durchmesser von ca. 0.05mm bis 1mm aufweisen. Ferner sind auch mehrere Auslässe möglich, welche insbesondere parallel geschaltet sein können. Ein Auslass kann auch durch einen porösen Bereich der Gießkavität, z.B. einen porösen Werkzeugeinsatz, gebildet werden.One way of ensuring that the melt of the metal to be introduced into the casting cavity cannot flow into the outlet is to limit the cross section of the outlet. The cross section is preferably between 0.0001 and 10 square millimeters, particularly preferably between 0.001 and 1 square millimeter. An outlet, for example in the form of a gap or a bore, can for example have a diameter of approximately 0.05 mm to 1 mm. Furthermore, several outlets are also possible, which can in particular be connected in parallel. An outlet can also be formed by a porous area of the casting cavity, e.g. a porous tool insert.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Kühleinrichtung zur Kühlung des Auslasses umfasst, damit die Schmelze des Metalls am Auslass aushärtet, so dass die in die Gießkavität einzuleitende Schmelze des Metalls nicht in den Auslass einfließen kann. Mit anderen Worten kann im Bereich des Auslasses oder im Auslass oder im Bereich eines porösen Einsatzes eine aktive Kühlung vorgesehen sein, um ein schnelles Erstarren der Schmelze zu sichern. Zusätzlich kann dafür ein gut wärmeleitfähiger Werkstoff eingesetzt werden, z.B. mit hohem Kupferanteil. Sollte dennoch ein minimales Eindringen der Schmelze in den Auslass erfolgen, kann auch ein im Auslass platzierter Auswerfer vorgesehen sein, um den Auslass nach jedem Schuss von Rückständen eingedrungener Schmelze zu reinigen.Alternatively or additionally it can be provided that the device comprises a cooling device for cooling the outlet so that the melt of the metal hardens at the outlet so that the melt of the metal to be introduced into the casting cavity cannot flow into the outlet. In other words, active cooling can be provided in the area of the outlet or in the outlet or in the area of a porous insert in order to ensure rapid solidification of the melt. In addition, a material with good thermal conductivity can be used, e.g. with a high copper content. Should the melt nevertheless penetrate the outlet to a minimum, an ejector placed in the outlet can also be provided in order to clean the outlet of any residues of the penetrated melt after each shot.
Die erste Ausführungsform der Vorrichtung zum Druckgießen von Metall kann außerdem eine Unterdruckpumpe, insbesondere eine Vakuumpumpe, umfassen, welche mit dem Auslass der Gießkavität verbunden ist, um das in der Gießkavität befindliche Gas durch den Auslass abzupumpen. Ein (Unter)druck kann insbesondere im Bereich von -1,1 bis -0,7 bar, z.B. bei ca. - 0,9 bar liegen.The first embodiment of the device for die-casting metal can also comprise a vacuum pump, in particular a vacuum pump, which is connected to the outlet of the casting cavity in order to pump off the gas located in the casting cavity through the outlet. A (negative) pressure can in particular be in the range from -1.1 to -0.7 bar, e.g. around -0.9 bar.
Insbesondere im Hinblick auf eine Vermeidung oder Verminderung von Schlacke-Bildung kann die erste Ausführungsform der Vorrichtung zum Druckgießen von Metall einen das Außenvolumen umgebenden Außenbehälter zur Aufnahme eines die äußere Schmelze-Oberfläche bedeckenden Fluides, insbesondere eines Gases, umfassen, um einen Sauerstoffabschluss der äußeren Schmelze-Oberfläche zu gewährleisten. Der Außenbehälter kann die Gießkammer beherbergen oder durch diese gebildet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein die äußere Schmelze-Oberfläche bedeckendes Fluid zur Bildung eines Sauerstoffabschlusses keine aktive Druckbeaufschlagung der äußeren Schmelze-Oberfläche bewirkt. Um jedoch zu vermeiden, dass der Druck im Außenbehälter absinkt, wenn die Schmelze über einen Unterdruck in die Gießkavität eingesaugt wird, weist der Außenbehälter vorzugsweise einen Einlass zum, insbesondere passiven, Nachströmenlassen des Fluides, insbesondere des Gases, auf, so dass eine durch die Erzeugung eines Unterdrucks in der Gießkavität bedingte Vergrößerung des Außenvolumens druckkonstant ausgeglichen werden kann.In particular with a view to avoiding or reducing slag formation, the first embodiment of the device for die-casting metal can comprise an outer container surrounding the outer volume for receiving a fluid covering the outer melt surface, in particular a gas, in order to seal off the outer melt with oxygen -Surface guarantee. The outer container can accommodate the casting chamber or be formed by it. In particular, it can be provided that a fluid covering the outer melt surface in order to form an oxygen seal does not bring about any active pressurization of the outer melt surface. However, in order to prevent the pressure in the outer container from dropping when the melt is sucked into the casting cavity via a negative pressure, the outer container preferably has an inlet for, in particular passive, subsequent flow of the fluid, in particular the gas, so that a through the Generation of a negative pressure in the casting cavity caused enlargement of the external volume can be compensated for with a constant pressure.
In einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zum Druckgießen von Metall, die unabhängig von den Merkmalen der ersten Ausführungsform oder in Kombination mit Merkmalen der ersten Ausführungsform, verwirklicht sein kann, weist die Vorrichtung einen das Außenvolumen umgebenden Außenbehälter zur Aufnahme eines die äußere Schmelze-Oberfläche bedeckenden Fluides, insbesondere einer Flüssigkeit, auf, um die äußere Schmelze-Oberfläche, insbesondere aktiv, mit Druck zu beaufschlagen und vorzugsweise gleichzeitig einen Sauerstoffabschluss der äußeren Schmelze-Oberfläche zu gewährleisten (Vermeidung von Schlacke-Bildung). Der Außenbehälter weist dabei vorzugsweise einen Einlass zum Einpumpen (unter Druck) des Fluides, insbesondere der Flüssigkeit, auf, um durch Erzeugung eines Überdrucks im Außenbehälter den auf die äußere Schmelze-Oberfläche wirkenden äußeren Druck zu erhöhen. Im Fall einer inkompressiblen Flüssigkeit findet hierbei in vorteilhafter Weise kein Druckverlust statt. Allerdings kann auch ein Gas zum Einsatz kommen. Im Falle, dass die zweite Ausführungsform in Kombination mit der ersten Ausführungsform verwirklicht wird, kann derselbe Außenbehälter zum Einsatz kommen, um ein Fluid einzuleiten, dass einerseits einen Sauerstoffabschluss ermöglicht und andererseits als aktiv druckbeaufschlagendes Medium wirkt.In a second embodiment of the device for die-casting metal, which can be implemented independently of the features of the first embodiment or in combination with features of the first embodiment, the device has an outer container surrounding the outer volume for receiving a fluid covering the outer melt surface , in particular a liquid, in order to apply pressure to the outer melt surface, in particular actively, and preferably at the same time to ensure that the outer melt surface is sealed off with oxygen (avoidance of slag formation). The outer container preferably has an inlet for pumping in (under pressure) the fluid, in particular the liquid, in order to increase the external pressure acting on the outer melt surface by generating an overpressure in the outer container. In the case of an incompressible liquid, there is advantageously no pressure loss here. However, a gas can also be used. In the event that the second embodiment is implemented in combination with the first embodiment, the same outer container can be used to introduce a fluid that, on the one hand, enables oxygen exclusion and, on the other hand, acts as an actively pressurizing medium.
Ein Fluid, das in den Außenbehälter eingeleitet wird, insbesondere beim Einsatz eines Mediums zum Druckaufbau, kann als ein inertes Medium ausgebildet sein, insbesondere eines mit einer geringeren Dichte als die der Schmelze. In Betracht kommen vorzugsweise flüssige Medien, da durch deren Inkompressibilität eine genauere Dosierung des Schmelzeflusses ermöglicht wird. Es ist aber auch der Einsatz von Gasen möglich. Darüber hinaus kann als Fluid auch gezielt ein Stoffe eingesetzt werden oder dem Fluid gezielt ein Stoff zugegeben werden, welcher eine eventuelle Schlackeschicht auf der Schmelze reduziert.A fluid that is introduced into the outer container, in particular when using a medium to build up pressure, can be designed as an inert medium, in particular one with a lower density than that of the melt. Liquid media are preferably considered, since their incompressibility enables more precise metering of the melt flow. But it is also possible to use gases. In addition, a substance can also be used in a targeted manner as the fluid or a substance can be added to the fluid in a targeted manner which reduces any slag layer on the melt.
Als Fluid, das in den Außenbehälter eingeleitet wird, kommt z.B. ein Öl in Frage, wobei verschiedene Öle eingesetzt werden können je nach verarbeiteter Legierung (und damit Temperatur). Es können beispielsweise Hydraulikflüssigkeiten eingesetzt werden die z.B. auf Phosphatester oder Chloraromaten basieren, insbesondere bis z.B. 150°C. Ferner können beispielsweise Silikonöle eingesetzt, insbesondere bis ca. 350°C. Vorzugsweise liegt die Dichte des eingesetztes Öls im Bereich von 0,1 bis 5 g/cm3, vorzugsweise im Bereich von 0,7 bis 1 g/cm3, damit die Dichte geringer als diejenige der Schmelze ist, welche je nach Legierung z.B. im Bereich von 5 bis 7 g/cm3 liegen kann. Die Viskosität eines eingesetztes Fluids, insbesondere eines Öls liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 500 mPAs, noch bevorzugter im Bereich von 0,5 bis 100 mPAs, und nochmals bevorzugter im Bereich von 1 bis 50 mPAs.An oil, for example, can be used as the fluid that is introduced into the outer container, whereby different oils can be used depending on the alloy being processed (and thus temperature). For example, hydraulic fluids based on phosphate esters or chlorinated aromatics, in particular up to 150 ° C., for example, can be used. Furthermore, silicone oils, for example, can be used, in particular up to approx. 350 ° C. The density of the oil used is preferably in the range from 0.1 to 5 g / cm 3 , preferably in the range from 0.7 to 1 g / cm 3 , so that the density is lower than that of the melt, which, depending on the alloy, is for example Can range from 5 to 7 g / cm 3. The viscosity of a fluid used, in particular an oil, is preferably in the range from 0.1 to 500 mPAs, more preferably in the range from 0.5 to 100 mPAs, and even more preferably in the range from 1 to 50 mPAs.
Die zweite Ausführungsform der Vorrichtung zum Druckgießen von Metall umfasst vorzugsweise eine Druckpumpe, beispielsweise eine Hydraulikpumpe oder eine Pneumatikpumpe, welche mit dem Einlass des Außenbehälters verbunden ist, um das die äußere Schmelze-Oberfläche druckbeaufschlagende Fluid, insbesondere die Flüssigkeit, in den Außenbehälter einzupumpen. Die Druckpumpe ist insbesondere ausgebildet, mindestens einen Druck von 50 bar, vorzugsweise mindestens 100 bar, besonders bevorzugt mindestens 150 bar, z.B. ca. 200 bar zu erzeugen.The second embodiment of the device for die-casting metal preferably comprises a pressure pump, for example a hydraulic pump or a pneumatic pump, which is connected to the inlet of the outer container in order to pump the fluid pressurizing the outer melt surface, in particular the liquid, into the outer container. The pressure pump is designed in particular to generate at least a pressure of 50 bar, preferably at least 100 bar, particularly preferably at least 150 bar, e.g. approx. 200 bar.
Die Druckpumpe weist vorzugsweise einen Pumpenbehälter zur Aufnahme des Fluides und einen Pumpenkolben zur Druckbeaufschlagung des Fluides auf, um das Fluid in den Außenbehälter einzupumpen. Ferner weist die Druckpumpe vorzugsweise ein Überdruckventil zur Abgabe von Fluid auf, um das Einpumpen des Fluides in den Außenbehälter unter definiertem, insbesondere konstantem, Druck zu ermöglichen. Das Überdruckventil ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass über das Überdruckventil abgegebenes Fluid zurück in den Pumpenbehälter gelangt.The pressure pump preferably has a pump container for receiving the fluid and a pump piston for pressurizing the fluid in order to pump the fluid into the outer container. Furthermore, the pressure pump preferably has a pressure relief valve for dispensing fluid in order to enable the fluid to be pumped into the outer container under a defined, in particular constant, pressure. The pressure relief valve is preferably designed in such a way that fluid discharged via the pressure relief valve returns to the pump container.
Je nach Fluid, das in den Außenbehälter eingeleitet wird, beispielsweise bei einigen Ölen, kann die Temperaturbelastung im Wesentlichen auf den direkt mit der Schmelze in Kontakt kommenden Teil des Fluids wirken, beispielsweise wenn die Temperaturleitfähigkeit des Fluids im Bereich von ca. 0,1 bis 0,15 W/(mK) liegt. Die Vorrichtung, die Gießkammer und/oder der Außenbehälter kann so ausgebildet sein, dass eine Konvektion innerhalb des Öls gemindert wird. Dies hat den Vorteil, dass weitere Bauteile der Vorrichtung (insbesondere die Druckpumpe bzw. deren Kolben oder Überdruckventil) bei oder nahezu bei Raumtemperatur betrieben werden können.Depending on the fluid that is introduced into the outer container, for example with some oils, the temperature load can essentially act on the part of the fluid that comes into direct contact with the melt, for example if the thermal conductivity of the fluid is in the range from approx 0.15 W / (mK). The device, the casting chamber and / or the outer container can be designed in such a way that convection within the oil is reduced. This has the advantage that further components of the device (in particular the pressure pump or its piston or pressure relief valve) can be operated at or almost at room temperature.
In einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung zum Druckgießen von Metall ist die Vorrichtung derart ausgebildet, dass einerseits zur Verminderung des auf der inneren Schmelze-Oberfläche wirkenden inneren Drucks ein Unterdruck in der Gießkavität erzeugbar ist und andererseits zur Erhöhung des auf der äußeren Schmelze-Oberfläche wirkenden äußeren Drucks ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, in das Außenvolumen einleitbar ist. Die dritte Ausführungsform kann weitere der oben beschriebenen möglichen zusätzlichen Merkmale der ersten und/oder der zweiten Ausführungsform enthalten.In a third embodiment of the device for die-casting metal, the device is designed in such a way that, on the one hand, a negative pressure can be generated in the casting cavity to reduce the internal pressure acting on the inner melt surface and, on the other hand, to increase the external pressure acting on the outer melt surface Pressure a fluid, in particular a liquid, can be introduced into the external volume. The third embodiment can contain further of the above-described possible additional features of the first and / or the second embodiment.
Insbesondere kann die dritte Ausführungsform sowohl einen Auslass zum Abpumpen eines in der Gießkavität befindlichen Gases aufweisen, um den Unterdruck in der Gießkavität zu erzeugen, sowie einen das Außenvolumen umgebenden Außenbehälter zur Aufnahme eines die äußere Schmelze-Oberfläche bedeckenden Fluides, insbesondere einer Flüssigkeit, umfassen, um die äußere Schmelze-Oberfläche mit Druck zu beaufschlagen.In particular, the third embodiment can have both an outlet for pumping out a gas located in the casting cavity in order to generate the negative pressure in the casting cavity, as well as an outer container surrounding the outer volume for receiving a fluid, in particular a liquid, covering the outer melt surface, to pressurize the outer melt surface.
Ferner kann die dritte Ausführungsform insbesondere sowohl eine Unterdruckpumpe, insbesondere wie vorstehend beschrieben, als auch eine Druckpumpe, insbesondere wie vorstehend beschrieben, umfassen. Vorzugsweise können in diesem Fall die Unterdruckpumpe und die Druckpumpe als Pumpeinheit ausgebildet sein. Die Pumpeinheit kann dabei einen Pumpenkolben umfassen, welcher sowohl zur Druckbeaufschlagung des in den Außenbehälter einzupumpenden Fluides als auch zum Abpumpen des in der Gießkavität befindlichen Gases eingerichtet ist, beispielsweise indem der Kolben vorderseitig auf das druckbeaufschlagende Fluid wirkt und rückseitig mit dem Auslass der Gießkavität verbunden ist.Furthermore, the third embodiment can in particular comprise both a vacuum pump, in particular as described above, and a pressure pump, in particular as described above. In this case, the vacuum pump and the pressure pump can preferably be designed as a pump unit. The pump unit can comprise a pump piston which is set up both to pressurize the fluid to be pumped into the outer container and to pump out the gas in the casting cavity, for example in that the piston acts on the front of the pressurized fluid and is connected to the outlet of the casting cavity on the back .
Neben der vorstehend beschriebenen Vorrichtung betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Druckgießen von Metall, insbesondere mittels einer Vorrichtung zum Druckgießen von Metall umfassend eine Gießkammer, eine Gießform mit einer Gießkavität und einen Gießkanal welcher die Gießkammer mit der Gießkavität verbindet, vorzugsweise wie vorstehend ausgeführt.In addition to the device described above, the invention also relates to a method for die casting metal, in particular by means of a device for die casting metal comprising a casting chamber, a casting mold with a casting cavity and a casting channel which connects the casting chamber with the casting cavity, preferably as stated above.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Schmelze eines Metalls in die Gießkammer eingebracht, insbesondere derart, dass eine innere und eine äußere Schmelze-Oberfläche entsteht, wobei die innere Schmelze-Oberfläche mit der Gießkavität kommuniziert und die äußere Schmelze-Oberfläche mit einem Außenvolumen kommuniziert.In the method according to the invention, a melt of a metal is introduced into the casting chamber, in particular in such a way that an inner and an outer melt surface is created, the inner melt surface communicating with the casting cavity and the outer melt surface communicating with an external volume.
Ferner wird die Schmelze des Metalls aus der Gießkammer durch den Gießkanal in die Gießkavität eingeleitet, insbesondere indem zwischen einem auf die innere Schmelze-Oberfläche wirkenden inneren Druck und einem auf die äußere Schmelze-Oberfläche wirkenden äußeren Druck eine Druckdifferenz bewirkt wird.Furthermore, the melt of the metal is introduced from the casting chamber through the casting channel into the casting cavity, in particular by causing a pressure difference between an internal pressure acting on the inner melt surface and an external pressure acting on the outer melt surface.
Ferner kann das Verfahren zum Druckgießen von Metall auch weitere der oben im Rahmen der Vorrichtung zum Druckgießen von Metall erläuterten Merkmale umfassen.Furthermore, the method for die-casting metal can also include further features explained above in the context of the device for die-casting metal.
So wird etwa vorzugsweise die Druckdifferenz zwischen dem inneren Druck und dem äußeren Druck durch Verminderung des auf der inneren Schmelze-Oberfläche wirkenden inneren Drucks bewirkt wird, indem ein Unterdruck in der Gießkavität erzeugt wird, derart, dass der Unterdruck die innere Schmelze-Oberfläche druckentlastet, so dass die Schmelze des Metalls aus der Gießkammer durch den Gießkanal in die Gießkavität einfließt.For example, the pressure difference between the internal pressure and the external pressure is preferably brought about by reducing the internal pressure acting on the inner melt surface by creating a negative pressure in the casting cavity in such a way that the negative pressure relieves pressure on the inner melt surface, so that the melt of the metal flows from the casting chamber through the casting channel into the casting cavity.
Alternativ oder kumulativ wird die Druckdifferenz zwischen dem inneren Druck und dem äußeren Druck vorzugsweise durch Erhöhung des auf der äußeren Schmelze-Oberfläche wirkenden äußeren Drucks bewirkt, indem ein Fluid in das Außenvolumen eingeleitet wird, derart, dass das Fluid die äußere Schmelze-Oberfläche druckbeaufschlagt, so dass die Schmelze des Metalls aus der Gießkammer durch den Gießkanal in die Gießkavität einfließt.Alternatively or cumulatively, the pressure difference between the internal pressure and the external pressure is preferably brought about by increasing the external pressure acting on the external melt surface by introducing a fluid into the external volume in such a way that the fluid pressurizes the external melt surface, so that the melt of the metal flows from the casting chamber through the casting channel into the casting cavity.
In einer ersten Verfahrensvariante wird der Unterdruck in der Gießkavität über einen Auslass zum Abpumpen eines in der Gießkavität befindlichen Gases erzeugt, wobei der Auslass vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass die in die Gießkavität einzuleitende Schmelze des Metalls nicht in den Auslass einfließen kann, und wobei der Auslass vorzugsweise einen Querschnitt aufweist, welcher zwischen 0,0001 und 10 Quadratmillimeter liegt, besonders bevorzugt zwischen 0,001 und 1 Quadratmillimeter liegt, so dass die in die Gießkavität einzuleitende Schmelze des Metalls nicht in den Auslass einfließen kann, und wobei der Auslass vorzugsweise gekühlt wird damit die Schmelze des Metalls am Auslass aushärtet, so dass die in die Gießkavität einzuleitende Schmelze des Metalls nicht in den Auslass einfließen kann.In a first variant of the method, the negative pressure in the casting cavity is generated via an outlet for pumping out a gas located in the casting cavity, the outlet preferably being designed in such a way that the melt of the metal to be introduced into the casting cavity cannot flow into the outlet, and the The outlet preferably has a cross section which is between 0.0001 and 10 square millimeters, particularly preferably between 0.001 and 1 square millimeter, so that the melt of the metal to be introduced into the casting cavity cannot flow into the outlet, and the outlet is preferably cooled with it the melt of the metal hardens at the outlet, so that the melt of the metal to be introduced into the casting cavity cannot flow into the outlet.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Fluid, insbesondere ein Gas, in das Außenvolumen eingeleitet wird, um einen Sauerstoffabschluss der äußeren Schmelze-Oberfläche zu gewährleisten, und das Fluid, insbesondere das Gas, wird vorzugsweise in das Außenvolumen nachströmen gelassen, insbesondere, um eine durch die Erzeugung eines Unterdrucks in der Gießkavität bedingte Vergrößerung des Außenvolumens druckkonstant auszugleichen.It can be provided that a fluid, in particular a gas, is introduced into the outer volume in order to ensure that the outer melt surface is sealed off with oxygen, and the fluid, in particular the gas, is preferably allowed to flow into the outer volume, in particular in order to achieve a to compensate for the enlargement of the external volume caused by the generation of a negative pressure in the casting cavity at a constant pressure.
In einer zweiten Verfahrensvariante des Verfahrens zum Druckgießen von Metall, die unabhängig von den Merkmalen der ersten Verfahrensvariante oder in Kombination mit Merkmalen der ersten Verfahrensvariante, verwirklicht sein kann, wird ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit in das Außenvolumen eingeleitet, um die äußere Schmelze-Oberfläche mit Druck zu beaufschlagen und vorzugsweise gleichzeitig einen Sauerstoffabschluss der äußeren Schmelze-Oberfläche zu gewährleisten, wobei das Fluid, insbesondere die Flüssigkeit, vorzugsweise in das Außenvolumen eingepumpt wird, um durch Erzeugung eines Überdrucks den auf die äußere Schmelze-Oberfläche wirkenden äußeren Druck zu erhöhen.In a second process variant of the process for die casting metal, which can be implemented independently of the features of the first process variant or in combination with features of the first process variant, a fluid, in particular a liquid, is introduced into the outer volume around the outer melt surface to apply pressure and preferably at the same time to ensure an oxygen closure of the outer melt surface, wherein the fluid, in particular the liquid, is preferably pumped into the outer volume in order to increase the external pressure acting on the outer melt surface by generating an overpressure.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere bei einem Mehr-Komponenten-Verfahren (Verbundprozess) mit zumindest einer Kunststoff-Spritzguss-Komponente und zumindest einer Metall-Druckguss-Komponente zum Einsatz kommen. Hierbei ist gemäß DIN 8580 ausdrücklich zwischen dem Begriff des Druckgusses, der sich insbesondere auf eine Metallschmelze bezieht, und dem Begriff des Spritzgusses, der sich demgegenüber insbesondere auf einen Kunststoff bezieht, zu unterscheiden.The method according to the invention can be used in particular in a multi-component method (composite process) with at least one plastic injection-molded component and at least one metal die-cast component. According to DIN 8580, a distinction is expressly made between the term die-casting, which relates in particular to a molten metal, and the term injection molding, which in contrast relates in particular to a plastic.
Grundsätzlich kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst vorgesehen sein, dass ein Bauteil in die Gießkavität eingelegt wird, bevor die Schmelze des Metalls in die Gießkavität eingeleitet wird, so dass das Bauteil mit der Schmelze des Metalls ganz oder zumindest teilweise umgossen wird. Mit anderen Worten wird im Rahmen dieser Offenbarung auch ein Verfahren zum Umgießen von Bauteilen angegeben.In principle, the method according to the invention can initially provide that a component is inserted into the casting cavity before the melt of the metal is introduced into the casting cavity, so that the component is completely or at least partially encapsulated with the melt of the metal. In other words, a method for encapsulating components is also specified in the context of this disclosure.
Insbesondere kann in einem dem Druckguss vorgelagerten Schritt das Bauteil mit einem Kunststoff zumindest teilweise umspritzt werden, derart, dass auf dem Bauteil eine Kunststoff-Spritzguss-Komponente gebildet wird, bevor das Bauteil in die Gießkavität eingelegt wird. Es kann dann im Rahmen des Druckgusses die auf dem Bauteil gebildete Kunststoff-Spritzguss-Komponente mit der Schmelze des Metalls zumindest teilweise umgossen werden, derart, dass auf der Kunststoff-Spritzguss-Komponente eine Metallguss-Komponente gebildet wird.In particular, in a step preceding the die-casting, the component can be at least partially encapsulated with a plastic, in such a way that a plastic injection-molded component is formed on the component before the component is inserted into the casting cavity. The plastic injection-molded component formed on the component can then be at least partially encapsulated with the melt of the metal in the course of the die-casting, in such a way that a metal-cast component is formed on the plastic injection-molded component.
Optional kann darüber hinaus nachdem die auf dem Bauteil gebildete Kunststoff-Spritzguss-Komponente mit der Schmelze des Metalls zumindest teilweise umgossen wurde, die Metallguss-Komponente wiederum zumindest teilweise mit Kunststoff umspritzt werden, derart, dass auf der Metallguss-Komponente eine weitere, insbesondere eine äußere, Kunststoff-Spritzguss-Komponente gebildet wird.Optionally, after the plastic injection-molded component formed on the component has been at least partially encapsulated with the melt of the metal, the metal cast component can in turn be at least partially encapsulated with plastic, in such a way that another, in particular one outer, plastic injection molded component is formed.
In einer konkreten Anwendung kann es sich bei dem in die Gießkavität eingelegten Bauteil um einen elektrischen Verbinder handeln, wobei der elektrische Verbinder ein oder mehrere Leitungselemente, die wenigstens einer Leitung oder wenigstens einem Steckverbinder angehören, sowie eine oder mehrere Abschirmhüllen oder Abschirmgehäuse, die wenigstens einer Leitung oder wenigstens einem Steckverbinder angehören, umfasst. In Bezug weitere Details zu dem elektrischen Verbinder wird auf die
In der konkreten Anwendung des Verfahrens für einen derartigen Verbinder kann vorgesehen sein, dass die Leitungselemente des elektrischen Verbinders mit dem Kunststoff zumindest teilweise umspritzt werden, um eine als Zwischenisolierkörper ausgebildete Kunststoff-Spritzguss-Komponente zu bilden, welche die Leitungselemente beim Umgießen mit der Schmelze des Metalls schützt.In the specific application of the method for such a connector it can be provided that the line elements of the electrical connector are at least partially encapsulated with the plastic in order to form a plastic injection-molded component designed as an intermediate insulating body, which the line elements are encapsulated with the melt Metal protects.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die als Zwischenisolierkörper ausgebildete Kunststoff-Spritzguss-Komponente mit der Schmelze des Metalls zumindest teilweise umgossen wird, um eine als Schirmgehäuse ausgebildete Metallguss-Komponente zu bilden, welche entweder mehrere Abschirmhüllen untereinander, oder wenigstens eine Abschirmhülle mit wenigstens einem Abschirmgehäuse, oder mehrere Abschirmgehäuse untereinander verbindet, oder einen Teil des Abschirmgehäuses bildet.Furthermore, it can be provided that the plastic injection-molded component designed as an intermediate insulating body is at least partially encapsulated with the melt of the metal in order to form a metal cast component designed as a shield housing, which either has several shielding shells with one another, or at least one shielding shell with at least one shielding housing , or connects several shielding housings to one another, or forms part of the shielding housing.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass die als Schirmgehäuse ausgebildete Metallguss-Komponente wiederum zumindest teilweise mit Kunststoff umspritzt wird, derart, dass auf der Metallguss-Komponente eine äußere Kunststoff-Spritzguss-Komponente gebildet wird.In addition, it can be provided that the cast metal component designed as a screen housing is again at least partially encapsulated with plastic, in such a way that an outer plastic injection-molded component is formed on the cast metal component.
Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand der Zeichnungen beschrieben Dabei zeigt:
-
1 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Druckgießen von Metall, -
2 eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Druckgießen von Metall, -
3 eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Druckgießen von Metall, -
4 drei Verfahrensschritte eines Verbundprozesses mit Spritzgießen und Druckgießen, -
5 eine kombinierte Spritzguss-Druckguss-Form.
-
1 a first embodiment of a device for die casting metal, -
2 a second embodiment of a device for die casting metal, -
3rd a third embodiment of a device for die casting metal, -
4th three process steps of a composite process with injection molding and die casting, -
5 a combined injection-die-casting mold.
In der beheizten Gießkammer
Die Gießkavität
Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung
Mit dem Anlegen eines Vakuums über die Vakuumpumpe
Dazu umfasst die Vorrichtung
Um das druckbeaufschlagendes Medium
Mit anderen Worten wird die Druckdifferenz zwischen der inneren und der äußeren Schmelze-Oberfläche hier aktiv durch die als Hydraulikpumpe ausgebildete Druckpumpe
Die Druckpumpe
Das Überdruckventil
Das über der Schmelze
Konkret kann dazu die Rückseite des Pumpenkolbens
In einem ersten Schritt (a) wird eine Spritzguss-Form
Ein Mehr-Komponenten Spritz-Guss-Spritz-Prozess in einer Verbundanlage kann z.B. zur Herstellung einer Schirmung eines elektrischen Verbinders genutzt werden. Zunächst wird der elektrische Verbinder in einem Kunststoff-Spritzguss umspritzt, direkt danach zum Herstellen einer Schirmung mit Metall umgossen, direkt danach wiederum mit Kunststoff-Spritzguss umspritzt. Mit dem erfindungsgemäßen Druckguss-Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Druckguss-Vorrichtung kann der Metall-Guss Prozess so prozesssicher und wartungsarm gestaltet werden, wie ein Kunststoff-Spritzguss-Prozesse bzw. beide Kunststoff-Spritzguss-Prozesse. Wie bereits vorstehend beschrieben wird dies insbesondere ermöglicht durch ein angussloses und auch überlaufloses Druckgießen, so dass keine Abtrennung von Anguss und Überlauf vor dem nachfolgenden Umspritz-Prozess nötig ist. Durch die Vermeidung der Bildung von Schlacke in der Metallschmelze werden in vorteilhafter Weise Schwankungen der Formfüllung im Gießprozess und ein Zusetzen des Gießkanals vermieden, so dass das Druckgießen wartungsarm ist.A multi-component injection-molding-injection process in a compound system can be used, for example, to produce a shield for an electrical connector. First of all, the electrical connector is overmolded in a plastic injection molding process, then immediately afterwards metal is overmolded to produce a shielding, and immediately afterwards again overmolded with plastic injection molding. With the die-casting method according to the invention or the die-casting device according to the invention, the metal casting process can be designed to be as reliable and low-maintenance as a plastic injection molding process or both plastic injection molding processes. As already described above, this is made possible in particular by a sprue-free and also overflow-free die casting, so that no separation of the sprue and overflow is necessary before the subsequent overmolding process. By avoiding the formation of slag in the molten metal, fluctuations in the filling of the mold in the casting process and clogging of the casting channel are avoided, so that the die-casting is low-maintenance.
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne den Schutzbereich der Ansprüche zu verlassen. Insbesondere können die Merkmale der ersten und zweiten Ausführungsformen ausdrücklich miteinander kombiniert werden. Ferner ist ersichtlich, dass die Merkmale unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind, auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung definieren, selbst wenn sie zusammen mit anderen Merkmalen gemeinsam beschrieben sind.It is evident to the person skilled in the art that the embodiments described above are to be understood as examples and that the invention is not restricted to them, but can be varied in many ways without departing from the scope of protection of the claims. In particular, the features of the first and second embodiments can be expressly combined with one another. Furthermore, it can be seen that the features, regardless of whether they are disclosed in the description, the claims, the figures or otherwise, also individually define essential components of the invention, even if they are described together with other features.
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